元件上的缺陷会对光场产生调制,导致输出光束质量变差;而高功率激光通过介质时会产生非线性自聚焦,降低高能激光器的负载能力。因此,光束经振幅型或位相型缺陷调制后的非线性传输特性成为了研究热点之一,且研究结果对高功率激光工程中的激光诱导损伤和光学元件的安全稳定运行具有一定的参考价值。　　在本学位论文里,我们通过理论计算和数值模拟,详细的研究了高功率平顶高斯光束经过有缺陷的厚非线性介质后在自由空间的光强分布,非线性克尔介质表面缺陷对高斯-谢尔模型光束的调制,高功率宽带光束的非线性传输特性,以及相关参数变化对光强分布的影响。论文的主要内容为:　　1.基于非线性薛定谔方程和分步傅里叶变换法,研究了高功率平顶高斯光束经过厚非线性介质后在自由空间传输的光强演变过程,详细分析了介质表面缺陷对光强演化规律的影响。研究结果表明,平顶阶数越大,光束的自聚焦效果越差,最大光强点越靠近介质后表面。入射光束的初始场强越强,介质的厚度和非线性系数越大,光束的自聚焦越强,且极值点越靠近介质后表面。介质表面的缺陷使得光束在靠近介质后表面有较大的光强,并且相位调制型缺陷比振幅调制型缺陷对光强的影响更大。　　2.利用惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,推导了高斯-谢尔模型光束经非线性克尔介质的表面缺陷调制后的交叉谱密度公式,研究了受调制的高斯-谢尔光束的光强演化特性。数值模拟表明,缺陷也可导致部分相干光束在介质后表面产生一个极强点,缺陷越大,极强点越远离介质。非线性折射率为正值或负值的介质也分别使部分相干光束发生会聚或发散现象。空间相干长度越长、附加相移和缺陷尺寸越大,光场受调制越厉害。　　3.基于广义非线性薛定谔方程和分步傅里叶算法,研究了高功率宽带光束通过一块非线性光学介质(分别为介质表面无缺陷和有缺陷的两种情况)以及在介质后的自由空间中的光强分布,详细分析了光束的带宽、非线性介质的厚度和介质表面的缺陷对光强分布的影响。结果表明,适当的光束带宽,使得高功率宽带激光通过非线性介质时所产生的非线性光学效应能被有效的抑制;并且在很大程度上,光束的均匀性得到了提高。同时发现,当入射光强不变时,宽带光束和窄带光束类似,介质厚度越厚,光束的自聚焦强度越强。光束通过非线性介质时,光学元件上存在的缺陷对窄带光束的光强调制比对宽带光束的光强调制更厉害。